واحد جداسازی هوا(Air Separation Unit) فرایندی است که طی آن گازهای سازنده هوا از یکدیگر جدا می‌شوند. لذا با توجه به عناصر اصلی تشکیل دهنده آن، می‌توان هوا را منبع مناسبی برای تولید صنعتی نیتروژن، اکسیژن، آرگون و سایر گازهای نجیب دانست.
اگرچه روش‌های غیرتبریدی همچون جذب سطحی، فرایند شیمیایی، جداسازی غشایی در جداسازی هوا وجود دارد؛ اما در صنعت جهت تولید اکسیژن، نیتروژن و آرگون در مقدار و خلوص بالا از روش کرایوژنیک (تبریدی) استفاده می‌شود.
فرایند کرایوژنیک
واژه کرایوژنیک به طور عمومی به بخشی از علم و تکنولوژی دلالت دارد که به تولید دماهای پایین می‌پردازد. جداسازی هوا به روش کرایوژنیک یا سرمایشی، فرایندی است که به جهت تولید اکسیژن و نیتروژن خالص به صورت گازی و یا توسط فشرده سازی داخلی به صورت اکسیژن، نیتروژن و آرگون مایع به کار برده می‌شود. واحدهای جداسازی هوا بسته به نیاز به سه منظور تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون طراحی و ساخته می‌شوند. هرچه تعداد اجزای تولید شده در واحدهای جداسازی هوا بیشتر باشد، تعداد برج‌های لازم برای جداسازی اجزا نیز افزایش می‌یابد.
واحدهای تولید نیتروژن دارای یک برج تقطیر می‌باشند که از نوع Rectifier است. این نوع برج‌ها فاقد ریبویلر یا جوش آور بوده و در آنها خوراک به صورت گاز از پایین وارد برج شده واز بالای برج نیتروژن خالص به صورت مایع و گاز خارج می‌شود. واحدهای تولید اکسیژن و تولید آرگون به ترتیب دارای دو و چهار برج تقطیر می‌باشند. به دلیل محدوده دمایی بسیار سرد واحدهای جداسازی هوا، تمامی ساختار به صورت یکپارچه درون یک محفظه کاملاً عایق شده قرار می‌گیرد تا از اتلاف حرارتی جلوگیری کند. این محفظه به محفظه سرد و یا Cold Box معروف است. شکل زیر شمایی از واحد جداسازی هوا را نشان می‌دهد که صرفاً به منظور تولید نیتروژن طراحی شده است.
در واحدهای کرایوژنیک عموماً با استفاده از تولید کار و فرآیند اختناق دمای سیال را کاهش می‌دهند تا سیال به صورت مایع درآید. در فرآیند فوق از یک Turbo-Expander برای کاهش دمای کل فرآیند استفاده می‌شود.
مخازن نگهداری نیتروژن، اکسیژن و آرگون مایع
پس از تولید گاز مایع به روش کرایوژنیک، نیاز است که تحت شرایط خاصی ذخیره سازی شود تا در مواقع نیاز از آنها استفاده شود. مخازن نگهداری نیتروژن، اکسیژن و آرگون مایع به مخازن کرایوژنیک معروف هستند که قابلیت نگهداری از مواد در دمای بسیار پایین را دارا می‌باشند. این مخازن دارای ساختاری دو جداره هستند که محفظه‌ی میانی آنها از یک عایق با مقاومت حرارتی بسیار بالا پر شده است. علاوه بر این، محفظه میانی مذکور دارای خلاء نسبی بوده که این امر در نهایت باعث می‌شود که اتلاف حرارتی از داخل محفظه با محیط پیرامون کمینه شود. این مخازن تا ظرفیت 300 مترمکعب قابل تولید می‌باشند.
تبخیر کننده‌ها
علاوه بر تجهیزات مذکور، به منظور تبدیل نیتروژن مایع به گاز از تجهیزی به نام تبخیر کننده استفاده می‌شود. این تجهیز با گرم کردن نیتروژن مایع، آن را تبدیل به گاز کرده و آماده استفاده در واحدهای مختلف می‌کند. تبخیر کننده‌ها بسته به نوع منبع حرارتی که دارند در دسته بندی‌های مختلفی قرار می‌گیرند. چنانچه منبع گرمایی تبخیر کننده هوای محیط باشد، نیتروژن یا اکسیژن مایع با هوای محیط تبادل حرارتی کرده و به گاز تبدیل می‌شود. این نوع تبخیرکننده‌های به تبخیرکننده‌های اتمسفریک معروف هستند. دسته دیگر تبخیر کننده‌ها از بخار آب به منظور تأمین حرارت مورد نیاز برای تبخیر مایع کرایوژنیک و گرم کردن آن استفاده می‌شود. این نوع تبخیر کننده‌ها به تبخیرکننده‌های بخار آب مشهورند و می‌توانند دمای نیتروژن گازی را تا بالاتر از دمای محیط نیز افزایش دهند.
ویژگی‌های روش کرایوژنیک
روش کرایوژنیک برای تولید نیتروژن و گازهای دیگر دارای ویژگی‌های مهمی است که آن را به یک روش پرکاربرد و مورد توجه در صنایع مختلف تبدیل کرده‌است. برخی از ویژگی‌های اصلی این روش عبارت‌اند از:
خلوص بالا
نیتروژن و گازهای دیگر تولید شده به روش کرایوژنیک دارای خلوص بالایی هستند. این ویژگی بسیار مهم است زیرا در صنایعی مانند صنایع الکترونیکی، داروسازی، نفت و گاز و غذایی، نیاز به گازهای با خلوص بالا و کیفیت عالی است.
کنترل دقیق
روش کرایوژنیک امکان کنترل دقیق میزان تولید نیتروژن و گازهای دیگر را فراهم می‌کند. این امکان به صنایع کمک می‌کند تا میزان تولید را به سرعت تنظیم کرده و به نیازهای خود پاسخ دهند.
صرفه جویی در هزینه‌ها
روش کرایوژنیک از نظر هزینه‌ها اقتصادی است. در مقایسه با روش‌های دیگر مانند تقطیر جزئی یا جذب غشا، هزینه‌های کمتری دارد که به صنایع کمک می‌کند تا هزینه‌های تولید را کاهش دهند.
ایمنی و پایداری
روش کرایوژنیک به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی خطرناک و فرآیندهای پیچیده، به عنوان یک روش ایمن و پایدار شناخته می‌شود. همچنین، این روش برای محیط زیست دوستانه‌تر است و به حفظ محیط زیست کمک می‌کند.
کاربردهای گسترده
نیتروژن و گازهای دیگر تولید شده به روش کرایوژنیک در صنایع مختلفی مانند صنایع فلزی، نفت، گاز و پتروشیمی، الکترونیک، غذایی، دارویی و لیتوگرافی استفاده می‌شوند. نیتروژن به عنوان یک گاز فرآوری‌نشده در بسیاری از فرآیندهای صنعتی نقش مهمی ایفا می‌کند. به دلیل این ویژگی‌ها، روش کرایوژنیک به عنوان یکی از روش‌های مطرح و موثر در تولید نیتروژن و گازهای دیگر در صنایع مختلف شناخته می‌شود.
شرکت هوایار با بهره گیری از تیم متخصص در طراحی، مهندسی و ساخت واحدهای کرایوژنیک تحت لیسانس برندهای معتبر قادر است تا واحدهای مختلف جداسازی هوا را به منظور تولید نیتروژن، اکسیژن و آرگون با غلظت‌های متفاوت طراحی، تولید و تأمین نماید.
تعداد امتیازات: 3 ، میانگین امتیازها: 4,33
Loading...